(57)【要約】  本発明の半導体発光素子１は、ｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０の一方の面に一部を露出させるように積層され、通電により発光する発光層１５０と、発光層１５０に積層されるｐ型半導体層１６０と、低屈折率層１８０ａと低屈折率層１８０ａよりも高い屈折率を有し且つ発光層１５０から出射される光に対する透過性を有する高屈折率層１８０ｂとを交互に積層して構成され、ｎ型半導体層１４０の一方の面側の露出部位に積層される多層反射膜１８０と、多層反射膜１８０を貫通して形成され且つ一端がｎ型半導体層１４０の露出部位に接続されるｎ導体部４００と、多層反射膜１８０に積層され且つｎ導体部４００の他端が接続されるｎ電極３１０とを含み、フリップチップにて実装される半導体発光素子における光取り出し効率を向上させる。
2011071100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成される第１半導体層と、
前記第１半導体層の一方の面に当該一方の面の一部を露出させるように積層され、通電により発光する発光層と、
前記第１導電型とは異なる第２導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成され、前記発光層に積層される第２半導体層と、
第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記第１半導体層の前記一方の面側の露出部位に積層される第１多層反射膜と、
前記第１多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記第１半導体層の前記露出部位に接続される第１導体部と、
前記第１多層反射膜に積層され且つ前記第１導体部の他端が接続される第１電極と
を含む半導体発光素子。
【請求項２】
前記発光層から出射される光に対する透過性および導電性を有する金属酸化物で構成され、前記第２半導体層に積層される透明導電層と、
第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記透明導電層に積層される第２多層反射膜と、
前記第２多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記透明導電層に接続される第２導体部と、
前記第２多層反射膜に積層され且つ前記第２導体部の他端が接続される第２電極と
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２導体部は、各々の一端が前記透明導電層に接続されるとともに各々の他端が前記第２電極に接続される、複数の接続導体を有していることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第２導体部を構成する複数の前記接続導体は、前記第１導体部と前記第１半導体層との接続部からの距離が大きくなるほど数が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第２導体部を構成する複数の前記接続導体は、前記第１導体部と前記第１半導体層との接続部からの距離が大きくなるほど断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１電極は前記発光層から出射される光に対する反射性を有する第１反射層を備え、前記第２電極は当該発光層から出射される光に対する反射性を有する第２反射層を備えることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２導体部と前記第２電極とが、面方向に連続する複数の層から形成されることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１多層反射膜と前記第２多層反射膜は面方向で連続する一体として構成されていることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
積層半導体層の前記第１電極および前記第２電極の表面に形成され、
外部との電気的な接続に用いられる第１の開口部および第２の開口部を有し、
前記第１の開口部および前記第２の開口部に外部との電気的な接続に用いられる第１突出電極および第２突出電極と
をさらに備えることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１突出電極と前記第２突出電極とは、外部と接続するためのＳｎを含む接続電極を先端部に有することを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
第１の配線および第２の配線が形成された基部と、当該基部に対しフリップチップ接続される半導体発光素子とを含み、
前記半導体発光素子は、
第１導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成される第１半導体層と、
前記第１半導体層の一方の面に当該一方の面の一部を露出させるように積層され、通電により発光する発光層と、
前記第１導電型とは異なる第２導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成され、前記発光層に積層される第２半導体層と、
第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記第１半導体層の前記一方の面側の露出部位に積層される第１多層反射膜と、
前記第１多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記第１半導体層の前記露出部位に接続される第１導体部と、
前記第１多層反射膜に積層され且つ前記第１導体部の他端が接続される第１電極と
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半導体発光素子が組み込まれていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子、半導体発光素子を用いた発光装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物半導体を用いた半導体発光素子は、通常、サファイア等の基板上に、発光層を含むＩＩＩ族窒化物半導体層を形成して構成される。そして、このような半導体発光素子では、配線基板に対して半導体発光素子をフリップチップにて実装することで、発光層から出力される光を、基板を介して外部に出射するようにしたものが存在する。【０００３】
公報に記載された従来技術として、ＩＩＩ族窒化物半導体層の基板との接触面と反対側となる面側に、銀等からなる金属製の反射膜を形成することで、発光層から基板とは反対側に出力される光を、基板側に向けて反射するようにしたものが存在する（特許文献１参照）。
また、他の公報記載の技術として、ＩＩＩ族窒化物半導体層の基板との接触面と反対側となる面側に、誘電体からなる多重反射膜を形成することで、発光層から基板とは反対側に出力される光を、基板側に向けて反射するようにしたものが存在する（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０３４３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発光層からは、基板側および基板と反対側以外の方向にも光が出力されており、このような光については、取り出しに関する配慮が行われていなかった。
本発明は、フリップチップにて実装される半導体発光素子における光取り出し効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明の半導体発光素子は、第１導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成される第１半導体層と、前記第１半導体層の一方の面に当該一方の面の一部を露出させるように積層され、通電により発光する発光層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成され、前記発光層に積層される第２半導体層と、第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記第１半導体層の前記一方の面側の露出部位に積層される第１多層反射膜と、前記第１多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記第１半導体層の前記露出部位に接続される第１導体部と、前記第１多層反射膜に積層され且つ前記第１導体部の他端が接続される第１電極とを含むことを特徴とする。【０００７】
また、前記発光層から出射される光に対する透過性および導電性を有する金属酸化物で構成され、前記第２半導体層に積層される透明導電層と、第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記透明導電層に積層される第２多層反射膜と、前記第２多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記透明導電層に接続される第２導体部と、前記第２多層反射膜に積層され且つ前記第２導体部の他端が接続される第２電極とをさらに含むことを特徴とする。【０００８】
さらに、前記第２導体部は、各々の一端が前記透明導電層に接続されるとともに各々の他端が前記第２電極に接続される、複数の接続導体を有していることを特徴とする。また、前記第２導体部を構成する複数の前記接続導体は、前記第１導体部と前記第１半導体層との接続部からの距離が大きくなるほど数が大きくなるように形成されていることを特徴とする。また、前記第２導体部を構成する複数の前記接続導体は、前記第１導体部と前記第１半導体層との接続部からの距離が大きくなるほど断面積が大きくなるように形成されていることを特徴とする。【０００９】
さらに、前記第１電極は前記発光層から出射される光に対する反射性を有する第１反射層を備え、前記第２電極は当該発光層から出射される光に対する反射性を有する第２反射層を備えることを特徴とする。【００１０】
さらにまた、前記第２導体部と前記第２電極とが、面方向に連続する複数の層から形成されることを特徴とする。また、前記第１多層反射膜と前記第２多層反射膜は面方向で連続する一体として構成されていることを特徴とする。【００１１】
さらに、前記第１電極および第２電極は、外部との電気的な接続に用いられる第１の開口部および第２の開口部を有し、前記第１の開口部および前記第２の開口部にそれぞれ外部との電気的な接続に用いられる第１突出電極および第２突出電極とをさらに備え、前記第１突出電極と、第２突出電極とは、外部と接続するためのＳｎを含む接続電極を先端部に有することを特徴とする。【００１２】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される発光装置は、第１の配線および第２の配線が形成された基部と、当該基部に対しフリップチップ接続される半導体発光素子とを含み、前記半導体発光素子は、第１導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成される第１半導体層と、前記第１半導体層の一方の面に当該一方の面の一部を露出させるように積層され、通電により発光する発光層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型を有するＩＩＩ族窒化物半導体で構成され、前記発光層に積層される第２半導体層と、第１屈折率を有し前記発光層から出射される光に対する透過性を有する第１屈折率層と当該第１屈折率よりも高い第２屈折率を有し当該発光層から出射される光に対する透過性を有する第２屈折率層とを交互に積層して構成され、前記第１半導体層の前記一方の面側の露出部位に積層される第１多層反射膜と、前記第１多層反射膜を貫通して形成され且つ一端が前記第１半導体層の前記露出部位に接続される第１導体部と、前記第１多層反射膜に積層され且つ前記第１導体部の他端が接続される第１電極とを備えることを特徴とする。
また、本発明が適用される電子機器は、上述のような半導体発光素子が組み込まれている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フリップチップにて実装される半導体発光素子における光取り出し効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】半導体発光素子の平面模式図の一例である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩの断面図である。
【図３】半導体発光素子を構成する多層反射膜の断面模式図の一例である。
【図４】半導体発光素子を配線基板にフリップチップ実装した発光装置の一例を示す図である。
【図５】他の実施形態による半導体発光素子の平面模式図である。
【図６】図５におけるＶＩ−ＶＩの断面図である。
【図７】さらに他の実施形態による半導体発光素子の平面模式図である。
【図８】第２導体部の一例であるｐ導通経路の断面模式図である。
【図９】第１導体部の一例であるｎ導通経路の断面模式図である。
【図１０】図１に示す半導体発光素子を備えた発光装置（ランプ）の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１６】
図１は本実施の形態が適用される半導体発光素子（発光ダイオード）１の平面模式図を示しており、図２は図１に示す半導体発光素子１のＩＩ−ＩＩの断面図を示している。なお、図１においては、便宜上、後述する保護層３２０を取り除いた半導体発光素子１の上面図を示している。
【００１７】
図１および図２に示される半導体発光素子１は、基板１１０と、基板１１０の上に積層される中間層１２０と、中間層１２０の上に積層される下地層１３０とを備える。また、半導体発光素子１は、下地層１３０の上に積層される第１半導体層の一例としてのｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０の上に積層される発光層１５０と、発光層１５０の上に積層される第２半導体層の一例としてのｐ型半導体層１６０とを備える。なお、以下の説明においては、必要に応じて、これらのｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０をまとめて積層半導体層１００と呼ぶ。
また、半導体発光素子１においては、積層されたｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を切り欠くことによって露出したｎ型半導体層１４０の上面１４０ｃが形成される。
さらに、ｐ型半導体層１６０の上には、導電性および発光層１５０から出力される光に対する透過性を有する透明導電層１７０が積層されている。
【００１８】
半導体発光素子１は、複数の貫通穴が形成された多層反射膜１８０をさらに備える。この多層反射膜１８０は、絶縁性および発光層１５０から出力される光に対する透過性を有する材料で構成されるが、後述する多層構造を備えていることにより、発光層１５０から出力される光を反射する機能を有している。この多層反射膜１８０は、透明導電層１７０、透明導電層１７０が積層されていないｐ型半導体層１６０、及び発光層１５０が積層されていないｎ型半導体層１４０の上に積層されて形成される。また、多層反射膜１８０は発光層１５０およびｐ型半導体層１６０の側面、すなわちｐ型半導体層１６０とｎ型半導体層１４０とで形成される段差の壁部にあたる部分を覆い、さらに、多層反射膜１８０は透明導電層１７０の側面も覆う。そして、多層反射膜１８０に設けられる複数の貫通穴の一部は、透明導電層１７０の上部に透明導電層１７０の面に対して垂直方向に形成されており、各貫通穴は略格子状に配置されている。また、多層反射膜１８０に設けられる複数の貫通穴の残りの一部は、ｎ型半導体層１４０の上面１４０ｃの上部に、上面１４０ｃに対し垂直方向に形成されており、各貫通穴は略格子状に配置されている。
【００１９】
また、半導体発光素子１は、多層反射膜１８０に設けられた複数の貫通穴のうち、透明導電層１７０の上部に設けられた複数の貫通穴を貫通して形成される第２導体部の一例としてのｐ導体部２００を備える。このｐ導体部２００は、透明導電層１７０の上部に設けられた貫通穴と同じ数のｐ接続導体２０２によって構成されており、各ｐ接続導体２０２は透明導電層１７０上に略格子状に配置されている。
さらに、半導体発光素子１は、多層反射膜１８０を挟んで透明導電層１７０と対向する位置において、多層反射膜１８０に積層された第２電極の一例としてのｐ電極３００を備えている。そして、ｐ導体部２００を構成する複数のｐ接続導体２０２のそれぞれの一端は透明導電層１７０に接続され、それぞれの他端はｐ電極３００に接続される。
【００２０】
また、半導体発光素子１は、多層反射膜１８０に設けられた複数の貫通穴のうち、露出部位の一例である上面１４０ｃの上部に設けられた複数の貫通穴を貫通して形成されるｎ導体部４００を備える。このｎ導体部４００は、上面１４０ｃの上部に設けられた貫通穴と同じ数のｎ接続導体４０２によって構成されており、各ｎ接続導体４０２は上面１４０ｃ上に略格子状に配置される。
さらに、半導体発光素子１は、多層反射膜１８０を挟んで上面１４０ｃと対向する位置において、多層反射膜１８０に積層された第１電極の一例としてのｎ電極３１０を備えている。そして、ｎ導体部４００を構成する複数のｎ接続導体４０２のそれぞれの一端は上面１４０ｃに接続され、それぞれの他端はｎ電極３１０に接続される。
【００２１】
さらにまた、半導体発光素子１は、保護層３２０を備える。保護層３２０は、ｎ電極３１０およびｐ電極３００、多層反射膜１８０、および多層反射膜１８０が積層されていない積層半導体層１００の上に積層されている。
【００２２】
このように、本実施の形態の半導体発光素子１は、基板１１０とは反対側となる一方の面側に、ｐ電極３００およびｎ電極３１０が形成された構造を有している。
【００２３】
この半導体発光素子１においては、ｐ電極３００を正極、ｎ電極３１０を負極とし、両者を介して積層半導体層１００（より具体的には、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０）に電流を流すことで、発光層１５０が発光するようになっている。
【００２４】
以下、半導体発光素子１の各構成を説明する。
【００２５】
＜基板＞
基板１１０としては、ＩＩＩ族窒化物半導体結晶が表面にエピタキシャル成長される基板であれば、特に限定されず、各種の基板を選択して用いることができる。なお、本発明において、基板１１０は必須の構成ではない。
本実施の形態の半導体発光素子１は、後述するように、基板１１０側から光を取り出すようにフリップチップ実装される。したがって、発光層１５０から出射される光に対して光透過性を有していることが光取出し効率を高めるために好ましく、特に、Ｃ面を主面とするサファイアを基板１１０として用いることが光取出し効率を高めるために好ましい。サファイアを基板１１０として用いる場合は、サファイアのＣ面上に中間層１２０（バッファ層）を形成するとよい。
【００２６】
＜中間層＞
中間層１２０は、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなるものが好ましく、単結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）のものがより好ましく、例えば、多結晶のＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）からなる厚さ１０〜５００ｎｍのものとすることができる。なお、中間層１２０は、基板１１０と下地層１３０との格子定数の違いを緩和し、基板１１０の（０００１）面（Ｃ面）上にｃ軸配向した単結晶層の形成を容易にする働きがある。したがって、中間層１２０の上に単結晶の下地層１３０を積層すると、より一層結晶性の良い下地層１３０が積層できる。なお、本発明において、中間層１２０は必須の構成ではない。
【００２７】
＜下地層＞
下地層１３０としては、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）を用いることができるが、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ＜１）を用いると結晶性の良い下地層１３０を形成できるため好ましい。
下地層１３０の膜厚は０．１μｍ以上が好ましく、この膜厚以上にした方が結晶性の良好なＡｌｘＧａ１−ｘＮ層が得られやすい。また、下地層１３０の膜厚は１０μｍ以下が好ましい。なお、本発明において、下地層１３０は必須の構成ではない。
【００２８】
＜積層半導体層＞
ＩＩＩ族窒化物半導体を含んで構成される積層半導体層１００は、図２に示すように、基板１１０上に、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０の各層が、この順で積層されて構成されている。また、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０の各層は、それぞれ、複数の半導体層から構成してもよい。さらにまた、下地層１３０、中間層１２０を含めて積層半導体層１００と呼んでもよい。
ここで、ｎ型半導体層１４０は、電子をキャリアとする第１導電型にて電気伝導を行うものであり、ｐ型半導体層１６０は、正孔をキャリアとする第２導電型にて電気伝導を行うものである。
【００２９】
＜ｎ型半導体層＞
第１導電型を有する第１半導体層の一例としてのｎ型半導体層１４０は、ｎコンタクト層とｎクラッド層とから構成されるのが好ましい。なお、ｎコンタクト層はｎクラッド層を兼ねることも可能である。また、前述の下地層１３０をｎ型半導体層１４０に含めてもよい。
ｎコンタクト層は、ｎ電極３１０を設けるための層である。ｎコンタクト層としては、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ層（０≦ｘ＜１、好ましくは０≦ｘ≦０．５、さらに好ましくは０≦ｘ≦０．１）から構成されることが好ましい。
【００３０】
ｎコンタクト層と発光層１５０との間には、ｎクラッド層を設けることが好ましい。ｎクラッド層は、発光層１５０へのキャリアの注入とキャリアの閉じ込めとを行なう層である。なお、本明細書では、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。ｎクラッド層はＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮなどで形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ｎクラッド層をＧａＩｎＮで形成する場合には、発光層１５０のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。
【００３１】
なお、ｎクラッド層を、超格子構造を含む層とする場合には、１００オングストローム以下の膜厚を有したＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ側第１層と、ｎ側第１層と組成が異なるとともに１００オングストローム以下の膜厚を有したＩＩＩ族窒化物半導体からなるｎ側第２層とが積層された構造を含むものであっても良い。
また、ｎクラッド層は、ｎ側第１層とｎ側第２層とが交互に繰返し積層された構造を含んだものであってもよく、ＧａＩｎＮとＧａＮとの交互構造又は組成の異なるＧａＩｎＮ同士の交互構造であることが好ましい。
【００３２】
＜発光層＞
ｎ型半導体層１４０の上に積層される発光層１５０としては、単一量子井戸構造あるいは多重量子井戸構造などを採用することができる。
量子井戸構造の井戸層としては、Ｇａ１−ｙＩｎｙＮ（０＜ｙ＜０．４）からなるＩＩＩ族窒化物半導体層が通常用いられる。井戸層の膜厚としては、量子効果の得られる程度の膜厚、例えば１〜１０ｎｍとすることができ、好ましくは２〜６ｎｍとすると発光出力の点で好ましい。
また、量子井戸構造の発光層１５０の場合は、上記Ｇａ１−ｙＩｎｙＮを井戸層とし、井戸層よりバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｚＧａ１−ｚＮ（０≦ｚ＜０．３）を障壁層とする。井戸層および障壁層には、設計により不純物をドープしてもしなくてもよい。
【００３３】
＜ｐ型半導体層＞
第２導電型を有する第２半導体層の一例としてのｐ型半導体層１６０は、例えば正孔をキャリアとする。通常、ｐクラッド層およびｐコンタクト層から構成される。また、ｐコンタクト層が、ｐクラッド層を兼ねることも可能である。
ｐクラッド層は、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めとキャリアの注入とを行なう層である。ｐクラッド層としては、発光層１５０のバンドギャップエネルギーより大きくなる組成であり、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めができるものであれば特に限定されないが、好ましくは、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦０．４）のものが挙げられる。
【００３４】
ｐクラッド層が、このようなＡｌＧａＮからなると、発光層１５０へのキャリアの閉じ込めの点で好ましい。ｐクラッド層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは１〜４００ｎｍであり、より好ましくは５〜１００ｎｍである。
また、ｐクラッド層は、複数回積層した超格子構造としてもよく、ＡｌＧａＮとＡｌＧａＮとの交互構造又はＡｌＧａＮとＧａＮとの交互構造であることが好ましい。
【００３５】
ｐコンタクト層は、ｐ電極３００を設けるための層である。ｐコンタクト層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．４）であることが好ましい。Ａｌ組成が上記範囲であると、良好な結晶性の維持および透明導電層１７０との良好なオーミック接触の維持が可能となる点で好ましい。
ｐコンタクト層の膜厚は、特に限定されないが、１０〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０〜２００ｎｍである。ｐコンタクト層の膜厚がこの範囲であると、発光出力の点で好ましい。
【００３６】
＜透明導電層＞
図２に示すように、ｐ型半導体層１６０の上には透明導電層１７０が積層されている。
透明導電層１７０は、図１に示すように平面視したときに、ｎ電極３１０を形成するために、エッチング等の手段によって一部が除去されたｐ型半導体層１６０の上面１６０ｃの周縁部を除くほぼ全面を覆うように形成されている。なお、図２において、透明導電層１７０は、多層反射膜１８０の背面側に形成されているため、その背後に隠れている。
【００３７】
透明導電層１７０は、ｐ型半導体層１６０とオーミックコンタクトがとれ、しかもｐ型半導体層１６０との接触抵抗が小さいものを用いることが好ましい。また、この半導体発光素子１では、発光層１５０からの光を、多層反射膜１８０などを介して基板１１０側に取り出すことから、透明導電層１７０は光透過性に優れたものを用いることが好ましい。さらにまた、ｐ型半導体層１６０の全面に渡って均一に電流を拡散させるために、透明導電層１７０は優れた導電性を有し、且つ、抵抗分布が少ないものを用いることが好ましい。
【００３８】
なお、透明導電層１７０の厚さは２ｎｍ〜５００ｎｍの範囲より選択することができる。ここで、透明導電層１７０の厚さが２ｎｍよりも薄いと、ｐ型半導体層１６０とオーミックコンタクトが取れにくい場合があり、また、透明導電層１７０の厚さが５００ｎｍよりも厚いと、発光層１５０からの発光及び多層反射膜１８０などからの反射光の光透過性の点で好ましくない場合がある。
【００３９】
透明導電層１７０の一例としては、酸化物の導電性材料であって、発光層１５０から出射される波長の光に対する光透過性のよいものが用いられる。特に、Ｉｎを含む酸化物の一部は、他の透明導電膜と比較して光透過性および導電性の両者がともに優れている点で好ましい。Ｉｎを含む導電性の酸化物としては、例えば、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ））、ＩＴＯ（酸化インジウム錫（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２））、ＩＧＯ（酸化インジウムガリウム（Ｉｎ２Ｏ３−Ｇａ２Ｏ３））、ＩＣＯ（酸化インジウムセリウム（Ｉｎ２Ｏ３−ＣｅＯ２））等が挙げられる。なお、これらの中に、例えば、フッ素などのドーパントが添加されていてもかまわない。また、例えば、Ｉｎを含まない酸化物、例えば、キャリアをドープしたＳｎＯ２、ＺｎＯ２、ＴｉＯ２等の導電性材料を用いてもよい。
【００４０】
これらの材料を、この技術分野でよく知られた慣用の手段によって設けることで、透明導電層１７０を形成できる。透明導電層１７０を形成した後に、熱アニールをすることにより、透明導電層１７０の透過率が上がり、シート抵抗が下がり、オーミックコンタクトが取れるようになる。
【００４１】
本実施の形態において、透明導電層１７０は、結晶化された構造のものを使用してよく、特に、六方晶構造又はビックスバイト構造を有するＩｎ２Ｏ３結晶を含む透光性材料（例えば、ＩＺＯやＩＴＯ等）を好ましく使用することができる。
また、透明導電層１７０に用いる膜としては、比抵抗が最も低くなる組成を使用することが好ましい。例えば、ＩＺＯ中のＺｎＯ濃度は１〜２０質量％であることが好ましく、５〜１５質量％の範囲であることが更に好ましく、１０質量％であると特に好ましい。
【００４２】
＜多層反射膜＞
図２に示すように、多層反射膜１８０は、透明導電層１７０、透明導電層１７０が積層されていないｐ型半導体層１６０、および発光層１５０が積層されていないｎ型半導体層１４０をそれぞれ覆うように積層されている。また、多層反射膜１８０は、各層の面方向の表面を覆うだけでなく、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０の側面、すなわちｐ型半導体層１６０とｎ型半導体層１４０とで形成される段差の壁部にあたる部分を覆い、さらに、多層反射膜１８０は透明導電層１７０の側面も覆う。
【００４３】
図２に示される多層反射膜１８０は、積層半導体層１００の面方向で連続する一体の構成である。
ここで、多層反射膜１８０は、積層半導体層１００の面方向で分離された二つ以上の多層反射膜１８０であってもよい。例えば、第２多層反射膜の一例である透明導電層１７０、および透明導電層１７０が積層されていないｐ型半導体層１６０の上に積層される部分と、第１多層反射膜の一例である発光層１５０が積層されていないｎ型半導体層１４０の上に積層される部分とを別個に形成して、二つの多層反射膜１８０としてもよい。これは、ｎ電極３１０側とｐ電極３００側とを別個の多層反射膜１８０として形成することを意味する。なお、図２に示されるように多層反射膜１８０を面方向で連続する一体として形成する構成のほうが、別個に形成する構成と比較して、光取出し効率を向上させることができるため好ましい。
さらに、多層反射膜１８０は、ｎ電極３１０側あるいはｐ電極３００側のいずれか一方にのみ形成される構成であってもよい。
【００４４】
図３は、多層反射膜１８０の断面模式図の一例を示している。
多層反射膜１８０は、屈折率が異なる第１屈折率層の一例としての低屈折率層１８０ａと第２屈折率層の一例としての高屈折率層１８０ｂとを、交互に積層して構成されている。特に、本実施の形態では、２つの低屈折率層１８０ａによって１つの高屈折率層１８０ｂを挟み込む構成を採用しており、この例では、６層の低屈折率層１８０ａの間に５層の高屈折率層１８０ｂを挟み込むことにより、合計１１層の積層構造を有している。なお、多層反射膜１８０のうち外部に露出する最上層については、低屈折率層１８０ａで構成してもよいし、高屈折率層１８０ｂで構成してもよい。
【００４５】
低屈折率層１８０ａおよび高屈折率層１８０ｂには、発光層１５０から出力される光に対する光透過性能が高いものが用いられる。ここで、低屈折率層１８０ａとしては、例えばＳｉＯ２（酸化珪素）やＭｇＦ２（フッ化マグネシウム）を使用することができ、また、高屈折率層１８０ｂとしては、ＴｉＯ２（酸化チタン）、Ｔａ２Ｏ５（酸化タンタル）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）、Ｎｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）を使用することができる。ただし、高屈折率層１８０ｂとの間の屈折率の関係が満たされるのであれば、これらＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５を低屈折率層１８０ａに用いてもかまわない。
【００４６】
ここで、本実施の形態では、低屈折率層１８０ａとしてＳｉＯ２（酸化珪素）を用い、高屈折率層１８０ｂとしてＴｉＯ２（酸化チタン）を用いるようにした。これらは、発光層１５０の発光波長λ（＝４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）の光に対して高い光透過性を有している。なお、発光層１５０の発光波長λがさらに短く、近紫外領域の光を発する場合は、近紫外領域の光を吸収してしまうＴｉＯ２（酸化チタン）に代えて、Ｔａ２Ｏ５（酸化タンタル）、Ｎｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）、ＺｒＯ２（酸化ジルコニウム）、ＨｆＯ２（酸化ハフニウム）など、光学バンドギャップがＴｉＯ２（酸化チタン）より大きいものを高屈折率層１８０ｂとして使用することが望ましい。ただし、発光層１５０が紫外領域の光を発する場合であっても、低屈折率層１８０ａにはＳｉＯ２（酸化珪素）を用いることができる。
【００４７】
また、各低屈折率層１８０ａの層厚さｄＬおよび高屈折率層１８０ｂの層厚さｄＨは、発光層１５０の発光波長をλ（ｎｍ）、発光波長λにおける低屈折率層１８０ａの屈折率をｎＬ、発光波長λにおける高屈折率層１８０ｂの屈折率をｎＨとしたとき、以下に示す式に基づいて設定されている。
【００４８】
【数１】
2011071100.tif 000003
【００４９】
したがって、上記（１）式および（２）式から明らかなように、低屈折率層１８０ａの層厚さｄＬは、高屈折率層１８０ｂの層厚さｄＨよりも必ず厚くなる。
【００５０】
＜導体部＞
第１導体部と第２導体部は、本実施の形態においてそれぞれｐ導体部２００とｎ導体部４００が一例として示されている。図１および図２に示されるように、ｐ導体部２００とｎ導体部４００はそれぞれ多層反射膜１８０を貫通して設けられる。
また、ｐ導体部２００は、ｐ電極３００側の複数の接続導体であるｐ接続導体２０２からなる。ｐ接続導体２０２は、基板１１０側の端部が透明導電層１７０の上面１７０ｃと接続され、もう一方の端部がｐ電極３００と接続されている。
【００５１】
ｎ導体部４００は、ｎ電極３１０側の複数の接続導体であるｎ接続導体４０２からなる。ｎ接続導体４０２は、基板１１０側の端部がｎ型半導体層１４０の上面１４０ｃと接続され、もう一方の端部がｎ電極３１０と接続されている。
【００５２】
なお、明確化のために、図２におけるｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２の縮尺は変更されており、本実施の形態におけるｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２の寸法とは大きく異なる。
本実施の形態においては、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２は、好ましくは直径１０μｍ〜５０μｍの範囲がよく、長さ（深さ）については３００ｎｍ〜５μｍの範囲がよく、例えばｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２は直径１０μｍ、長さ（深さ）５００ｎｍである。
【００５３】
ｐ接続導体２０２は、図１に示すようにｐ電極３００全体に複数形成されている。各ｐ接続導体２０２を流れる電流が発光層１５０の発光に用いられる電流となる。
本実施の形態においては、単数ではなく複数のｐ接続導体２０２とすることで、上面１６０ｃの面上において、ｐ型半導体層１６０の全面に渡って均一に電流を拡散させる。このことにより、発光層１５０における発光むらを改善することを可能とする。
【００５４】
また、ｎ接続導体４０２も、図１に示すようにｎ電極３１０全体に分布して、複数形成されている。複数のｎ接続導体４０２とすることにより、ｎ型半導体層１４０の上面１４０ｃ上においてむらが改善された状態の電流が供給される。このことは、発光層１５０における発光むらを改善して発光させることを可能とする。
【００５５】
ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２は、ドライエッチングなどを用いて形成された貫通穴の壁面に金属メッキを施したものである。あるいは、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２は、多層反射膜１８０の貫通穴に金属、金属合金、導電性金属酸化物を充填したものとして形成されてもよい。金属メッキあるいは充填用金属の材質としては、Ｃｕ、ＡｕＮｉ、ＩＴＯまたはＩＺＯなどが挙げられる。また、ｐ接続導体２０２は、後で説明する第１導電層３０１成膜と同時に形成してもよい。ｎ接続導体４０２も同じように第１金属層３１１の成膜と同時に形成してもよい。
【００５６】
＜電極＞
次に第１および第２電極の構成について説明する。
【００５７】
＜第１電極＞
本実施の形態における第１電極の一例であるｎ電極３１０の構成について説明する。
ｎ電極３１０は、第１反射層の一例である多層反射膜１８０上に積層される第１金属反射層３１１と、図２において第１金属反射層３１１から上に向かって順に、第１拡散防止層３１２、第２拡散防止層３１３、第３拡散防止層３１４、第４拡散防止層３１５、第１ボンディング層３１６と積層され、第１ボンディング層３１６の露出部位を除いて第１ボンディング層３１６を覆うように積層される第１密着層３１７とを有している。第１金属反射層３１１乃至第１密着層３１７の少なくともいずれか一層が金属反射層であると、後述するように光取出し効率を向上させることができるため好ましい。例えば、第１金属反射層３１１がＡｌ（アルミニウム）からなる金属反射層として構成される。また、第１金属反射層の下には後述する第２電極と同じようにＩＴＯ、ＩＺＯまたはＩＧＯからなる透明導電層を用いることもできる。
【００５８】
＜第２電極＞
本実施の形態における第２電極の一例であるｐ電極３００の構成について説明する。
ｐ電極３００は、多層反射膜１８０上に積層される第１導電層３０１と、図２において第１導電層３０１から上に向かって順に、第２反射層の一例である第２金属反射層３０２、第１拡散防止層３０３、第２拡散防止層３０４、第３拡散防止層３０５、第４拡散防止層３０６、第１ボンディング層３０７と積層され、第１ボンディング層３０７の露出部位を除いて第１ボンディング層３０７を覆うように積層される第１密着層３０８とを有している。第１導電層３０１乃至第１密着層３０８の少なくともいずれか一層が金属反射層であると、後述するように光取出し効率を向上させることができるため好ましい。例えば、第２金属反射層３０２がＡｇ（銀）からなる金属反射層として構成される。
【００５９】
＜保護層＞
図２に示すように、第１密着層３０８、第１密着層３１７、多層反射膜１８０、および透明導電層１７０が積層されていないｐ型半導体層１６０の上には保護層３２０が積層されている。保護層３２０は、ＳｉＯ２（酸化珪素）などから形成される。外部の空気や水分が半導体発光素子１の発光層１５０まで浸入するおそれを低減して、半導体発光素子１のｐ電極３００やｎ電極３１０の剥がれを防止することができる。
【００６０】
＜突出電極＞
保護層３２０上と第１電極３１０の開口部と第２電極３００の開口部上に図示しないＴｉまたはＴｉとＷからなる合金層とＡｕ層からなるアンダーバックメタル層（略してＵＢＭ膜と称する。）を形成した後にレジストを塗布する。
次に、開口部の上部のレジストを除去し、公知のメッキ法によって、図４に示すようにＡｕを突起状に堆積させる。このとき堆積させるＡｕの膜厚は、２μｍ〜２５μｍが望ましく、さらには５μｍ〜２０μｍが望ましく、またさらには１０μｍ〜１５μｍが望ましい。Ａｕの膜厚が２μｍよりも薄いと、実装時に接続用に使用するＳｎを含む半田が正極や負極と接触してリークが生じることがある。また、Ａｕの膜厚が２５μｍよりも厚い場合には生産コスト面で厳しくなる。
Ａｕメッキを形成した後、メッキ法、蒸着法またはスパッタ法を用いてＡｕＳｎ合金を成膜し、次いでレジストおよび突起状に堆積させたＡｕ周辺のＵＢＭ膜をエッチングで除去する。エッチング液としては、例えば、ＡｕのエッチングにはＫＩとＩ２の混合液を用いてエッチングを行い、ＴｉまたはＴｉＷ合金のエッチングには硫酸加水溶液を用いてエッチングをすることができる。
【００６１】
図４は、図２に示す半導体発光素子１を配線基板１０に実装した発光装置の構成の一例を示す図である。
配線基板１０の一方の面には、正電極１１と負電極１２とが形成されている。そして、配線基板１０に対し、図２に示す半導体発光素子１の上下を反転させた状態で、正電極１１にはｐ電極３００を、また、負電極１２にはｎ電極３１０を、それぞれ、はんだを用いて電気的に接続すると共に機械的に固定している。このような配線基板１０に対する半導体発光素子１の接続手法は、一般にフリップチップ接続と呼ばれるものである。フリップチップ接続においては、配線基板１０からみて、半導体発光素子１の基板１１０が発光層１５０よりも遠い位置に置かれる。
【００６２】
次に、図４に示す発光装置を用いて発光動作について説明する。
配線基板１０の正電極１１および負電極１２を介して、半導体発光素子１に正電極１１から負電極１２に向かう電流を流すと、半導体発光素子１では、ｐ電極３００からｐ導体部２００、透明導電層１７０、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０、ｎ型半導体層１４０、およびｎ導体部４００を介してｎ電極３１０に向かう電流が流れる。その結果、発光層１５０は四方に向けて光を出力する。図４には、ｐ電極３００側に向かう矢印Ａ方向の光、基板１１０側に向かう矢印Ｂ方向の光、および側方に向かう矢印Ｃ方向の光を例示している。
【００６３】
なお、半導体発光素子１は、絶縁性を有する多層反射膜１８０を、ｐ電極３００あるいはｎ電極３１０と積層半導体層１００との間に設けているが、多層反射膜１８０を貫通してｐ導体部２００およびｎ導体部４００を設けることにより、発光層１５０の発光に必要な電流を流すことが可能となる。また、このとき、ｐ電極３００では、第１ボンディング層３０７、第４拡散防止層３０６、第３拡散防止層３０５、第２拡散防止層３０４、第１拡散防止層３０３、第２金属反射層３０２、および第１導電層３０１を介して電流が流れ、ｐ型半導体層１６０には、上面１６０ｃの面上においてむらが抑制された状態の電流が供給される。
【００６４】
まず、発光層１５０から出射される光のうち多層反射膜１８０側に向かう矢印Ａ方向の光は、ｐ型半導体層１６０および透明導電層１７０を介して多層反射膜１８０に到達し、多層反射膜１８０で反射される。そして、多層反射膜１８０で反射した光は、透明導電層１７０、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０、ｎ型半導体層１４０、下地層１３０、中間層１２０および基板１１０を透過し、主として、図４に示す矢印Ｄ方向すなわち半導体発光素子１の外部に出射される。
【００６５】
次に、発光層１５０から出力される光のうち基板１１０側に向かう矢印Ｂ方向の光は、ｎ型半導体層１４０、下地層１３０、中間層１２０および基板１１０を透過し、主として、図４に示す矢印Ｄ方向すなわち半導体発光素子１の外部に出射される。しかしながら、発光層１５０から直接、基板１１０に向かう光の一部は、半導体発光素子１内へと戻ってくる。これは、例えば、中間層１２０と基板１１０との屈折率の違いにより、両者の界面において発光層１５０から基板１１０側に向かう光が反射しやすくなっているためである。
【００６６】
半導体発光素子１内に戻ってきた光は、ｎ型半導体層１４０を介して、あるいはｎ型半導体層１４０、ｐ型半導体層１６０および透明導電層１７０を介して、多層反射膜１８０に到達し、多層反射膜１８０で反射される。そして、半導体発光素子１内を進行し再び基板１１０側へと向かい、結果として図４に示す矢印Ｄ方向すなわち半導体発光素子１の外部に出射される。
【００６７】
発光層１５０から出射される光のうち側方に向かう矢印Ｃ方向の光は、例えば発光層１５０を介して多層反射膜１８０に到達し、多層反射膜１８０で反射される。そして、多層反射膜１８０で反射した光は、半導体発光素子１内を進行し、図４に示す矢印Ｄ方向すなわち半導体発光素子１の外部に出射される。
【００６８】
ここで、上述のように半導体発光素子１内へと戻ってくる光は、ｐ電極３００側に向かうのみでなく、ｎ電極３１０の方向にも向かう。本実施の形態では、多層反射膜１８０をｎ電極３１０側にも設けており、半導体発光素子１内に戻ってくる光をｎ電極３１０側でも反射させることが可能となる。その結果、半導体発光素子１の光取出し効率がより向上することとなる。
【００６９】
さらに、ｐ電極３００およびｎ電極３１０が、それぞれの一層として金属反射層を備える場合、多層反射膜１８０ですべての光を反射できなかった場合であっても、金属反射層で反射させることにより、半導体発光素子１の外部に出射させることが可能となる。その結果として半導体発光素子１からの光の取出し効率をさらに高めることが可能となる。
【００７０】
このように、本実施の形態では、半導体発光素子１に多層反射膜１８０を設け、発光層１５０から基板１１０とは反対側に出射された光、あるいはさまざまな界面で反射することなどにより半導体発光素子１の外部ではない方向に向かった光を、多層反射膜１８０によって反射させる。さらに、ｐ電極３００およびｎ電極３１０が金属反射層を有する場合は、この金属反射層によっても反射される。そして反射させた光を半導体発光素子１の外部に出射させることによって、半導体発光素子１からの光の取り出し効率を高めている。
【００７１】
次に、図５乃至図７を用いて他の実施の形態について説明する。
【００７２】
図５および図６においては、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離が大きくなるほどｐ接続導体２０２の断面積が大きくなる構成を示す。この構成により、発光層１５０がｎ電極３１０の近傍で局所的に発光することを本実施の形態は改善することができる。以下で、より具体的に述べる。
【００７３】
まず、半導体発光素子１においては、ｐ接続導体２０２からｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部までの距離が長くなるほど、ｐ接続導体２０２とｎ導体部４００との間の電気抵抗が高まる。したがって、より電流が流れやすいｐ接続導体２０２ａの周辺、すなわちｎ電極３１０の近傍に過度の電流量が流れる現象を招く可能性がある。その結果としてｎ電極３１０の近傍で局所的に発光層１５０が発光するという現象も起こり得る。
【００７４】
そこで、本実施の形態においては、ｐ接続導体２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃは、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部までの距離がこの順番で長く、ｐ接続導体２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの面積がこの順番で大きくなる構成となっている。同一の部材で長さが同じであれば、断面積が大きいほど電気抵抗が小さくなることから、ｐ接続導体２０２自体の各電気抵抗は、ｐ接続導体２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃの順番で電気抵抗が小さくなる。このことにより、上述のｎ電極３１０の近傍に過度の電流が流れるという現象を抑制することができる。
【００７５】
以上より、ｎ電極３１０の近傍の電流量が過度に増すことが主な原因で、発光層１５０がｎ電極３１０の近傍で局所的に発光すること、所謂光量むらを本実施の形態は改善することができる。
なお、上述のようにｎ導体部４００は、複数のｎ接続導体４０２からなる場合がある。その場合において、ｐ接続導体２０２からｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部までの距離とは、ｐ接続導体２０２と、そのｐ接続導体２０２から最も近いｎ接続導体４０２とｎ型半導体層１４０との接合部との間の距離を示す。
【００７６】
図７に、光量むらを改善することが可能となる他の実施の形態を示す。
図７においては、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離が大きくなるほどｐ接続導体２０２の数が大きくなる構成を示す。
すなわち、ｐ接続導体２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄは、この順番でｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離が長くなる。一方、ｐ接続導体２０２は、ｐ接続導体２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄの順番でｐ接続導体２０２の数が大きくなる。その結果として、ｎ電極３１０の近傍で過度に電流量が増すことを防止し、局所的な発光を防止することができる。すなわち、光量むらを改善することができる。
【００７７】
以上のように、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離に応じてｐ接続導体２０２の断面積が変化すること（図５および６参照）と、ｐ接続導体２０２の数が変化すること（図７参照）を述べた。しかしながら、ｐ接続導体２０２の断面積とｐ接続導体２０２の数とが、両者とも変化するものであってもよい。つまり、ｐ接続導体２０２は、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離が大きくなるほど、断面積および数が大きくなる構成であってもよい。
さらに、各ｐ接続導体２０２の材質を異ならせる構成であってもよい。すなわち、ｐ接続導体２０２は、ｎ導体部４００とｎ型半導体層１４０との接合部からの距離が大きくなるほど、より電気抵抗が小さい材質からなる構成であってもよい。
【００７８】
次に、貫通穴の壁面に金属メッキを施さずに、図８および図９に示されるようなｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２を形成する構成を説明する。
すなわち、ｐ電極３００を構成する各層を貫通穴内に積層することによってｐ接続導体２０２を形成し、ｎ電極３１０を構成する各層を貫通穴内に積層することによってｎ接続導体４０２を形成する構成である。
【００７９】
まず、ｐ接続導体２０２について説明すると、図８に示すように、ｐ電極３００を形成する各層である、第１導電層３０１、第２金属反射層３０２、第１拡散防止層３０３、第２拡散防止層３０４、第３拡散防止層３０５、第４拡散防止層３０６、第１ボンディング層３０７の各層をこの順番で、貫通穴に積層することによってｐ接続導体２０２を形成する。
なお、図８に示すように、ｐ電極３００およびｐ接続導体２０２を、面方向に連続する複数の層から形成すると、光取出し効率が向上する。
【００８０】
一方、ｎ接続導体４０２について説明すると、図９に示すように、ｎ電極３１０を形成する各層である、第１金属反射層３１１、第１拡散防止層３１２、第２拡散防止層３１３、第３拡散防止層３１４、第４拡散防止層３１５、第１ボンディング層３１６の各層をこの順番で積層することによって、ｎ接続導体４０２を形成する。
なお、図９に示すように、ｎ電極３１０およびｎ接続導体４０２を、面方向に連続する複数の層から形成すると、光取出し効率が向上する。
【００８１】
図８および図９に示すように、ｐ電極３００を構成する各層を貫通穴内に積層することによってｐ接続導体２０２を形成し、ｎ電極３１０を構成する各層を貫通穴内に積層することによってｎ接続導体４０２を形成する場合、例えば次に示すような各層の構成をとることが考えられる。
なお、以下の構成では、ｐ電極３００およびｐ接続導体２０２の各層はそれぞれ同一であることから、以下ではｐ電極３００およびｐ接続導体２０２をあわせて説明する。同様の理由により、ｎ電極３１０およびｎ接続導体４０２を以下ではあわせて説明する。
【００８２】
＜ｐ接続導体＞
ｐ接続導体２０２およびｐ電極３００は、第１導電層３０１と、この第１導電層３０１上に積層される第２金属反射層３０２と、この第２金属反射層３０２上に積層される第１拡散防止層３０３、第２拡散防止層３０４、第３拡散防止層３０５、第４拡散防止層３０６と、第１ボンディング層３０７とを有している。
【００８３】
＜第１導電層＞
ｐ接続導体２０２において、図８に示すように第１導電層３０１は透明導電層１７０の上に積層される。したがって、透明導電層１７０との密着性の良い材質が好ましい。
一方で、ｐ電極３００全体で見ると、第１導電層３０１は、ｎ電極３１０を形成するために、エッチング等の手段によって一部が除去されたｐ型半導体層１６０の上面１６０ｃに直接積層されるものではない。しかし、図１に示すように、平面視したときには、ｐ型半導体層１６０の上面１６０ｃの周縁部を除くほぼ全面を第１導電層３０１が覆うような位置に、第１導電層３０１は形成されている。
【００８４】
そして、第１導電層３０１は、多層反射膜１８０の上に積層されることから、多層反射膜１８０との密着性が良いものを用いることが好ましい。また、この半導体発光素子１では、多層反射膜１８０を透過してきた発光層１５０からの光を、第２金属反射層３０２などを介して基板１１０側に取り出すことから、第１導電層３０１は光透過性に優れたものを用いることが好ましい。さらにまた、ｐ型半導体層１６０の全面に渡って均一に電流を拡散させるために、第１導電層３０１は優れた導電性を有し、且つ、抵抗分布が少ないものを用いることが好ましい。
【００８５】
これらの点から、第１導電層３０１の一例としては透明導電層が挙げられる。例えば、本実施の形態では、第１導電層３０１として、酸化物の導電性材料であって、発光層１５０から出射される波長の光に対する光透過性のよいものが用いられる。特に、Ｉｎを含む酸化物の一部は、他の透明導電膜と比較して光透過性および導電性の両者がともに優れている点で好ましい。Ｉｎを含む導電性の酸化物としては、例えばＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ））が挙げられる。ただし、第１導電層３０１を構成するＩＺＯには熱処理を行わず、アモルファス状態のままとしている。
【００８６】
この第１導電層３０１の膜厚は、上述の理由により、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が１ｎｍ未満の場合には、透明導電層１７０との密着性が悪くなり、接触抵抗が高くなる恐れがある。膜厚が５０ｎｍを越える場合には、光透過性が低下するとともに、直列抵抗が高くなるため発光素子の順方向電圧Ｖｆの増加を招く。
【００８７】
＜金属反射層＞
第１導電層３０１の上には第２金属反射層３０２が積層されている。
ｐ電極３００においては、図２に示すように平面視したときに、第２金属反射層３０２は、第１導電層３０１の全域を覆うように形成されている。そして、第２金属反射層３０２の中央部は、一定の膜厚を有しほぼ平坦に形成される。一方、第２金属反射層３０２の端部側は、膜厚が漸次薄くなることで多層反射膜１８０のｐ電極側の上面１８０ｃに対し傾斜して形成されている。
【００８８】
また、第２金属反射層３０２は、第１導電層３０１上に形成され、多層反射膜１８０上には形成されないようになっている。すなわち、多層反射膜１８０と第２金属反射層３０２とが直接接触しないように構成されている。また、後述するように、第２金属反射層３０２は、第１導電層３０１などを介してｐ型半導体層１６０に給電を行う機能も有している。したがって、抵抗値は低く、しかも第１導電層３０１との接触抵抗を低く抑える必要がある。
【００８９】
本実施の形態の第２金属反射層３０２は、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）などの金属および少なくともこれらの１つを含む合金で構成されている。特に、第２金属反射層３０２として銀を用いた場合は、発光層１５０から出射される青色〜緑色の領域の波長の光に対して、高い光反射性を有しているため好ましい。
ここで、第２金属反射層３０２として銀を用いた場合の、第１導電層３０１の材質としては、大気開放した透明導電層１７０と密着性の良いＩＺＯ等の透明導電性材料を用いることが好ましい。
【００９０】
この第２金属反射層３０２の膜厚は、好ましくは８０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が８０ｎｍ未満の場合には、第２金属反射層３０２による反射率が低下する。また膜厚が２００ｎｍを越える場合には、発光素子の製造コストが高くなり好ましくない。
【００９１】
＜拡散防止層＞
図２に示すように、第２金属反射層３０２の上には第１拡散防止層３０３が積層されている。そして、第１拡散防止層３０３の上には第２拡散防止層３０４が、第２拡散防止層３０４の上には第３拡散防止層３０５が、第３拡散防止層３０５の上には第４拡散防止層３０６が、それぞれ積層されている。
【００９２】
この第１拡散防止層３０３、第２拡散防止層３０４、第３拡散防止層３０５は、接触状態にある第２金属反射層３０２を構成する金属（この例ではＡｇ（銀））、および第４拡散防止層３０６を構成する金属（この例ではＰｔ（プラチナ））の拡散を抑制する。
また、第４拡散防止層３０６は、接触状態にある第３拡散防止層３０５を構成する金属（この例では、Ｔａ（タンタル））と第１ボンディング層３０７を構成する金属（この例では、Ａｕ（金））の拡散を抑制する。
【００９３】
ｐ電極３００においては、図２に示すように平面視したときに、第１拡散防止層３０３、第２拡散防止層３０４、第３拡散防止層３０５、第４拡散防止層３０６は、第２金属反射層３０２の全域を覆うように形成されている。そして、各拡散防止層の中央部は一定の膜厚を有し且つほぼ平坦に形成される。一方、それぞれの端部側は、膜厚が漸次薄くなることで多層反射膜１８０のｐ電極側の上面１８０ｃに対し傾斜して形成されている。また、各拡散防止層は、第２金属反射層３０２上に形成され、多層反射膜１８０上には形成されないようになっている。すなわち、多層反射膜１８０と各拡散防止層３０３〜３０６とが直接接触しないように構成されている。
【００９４】
各拡散防止層３０３〜３０６は、それぞれの層が接触する層とのオーミックコンタクトがとれ、かつ、接触する層との接触抵抗が小さいものを用いることが好ましい。ただし、各拡散防止層３０３〜３０６は発光層１５０からの光を透過させる機能を基本的に必要としないので、上記第１導電層３０１とは異なり、光透過性を有している必要はない。また、各拡散防止層３０３〜３０６は、第２金属反射層３０２および第１導電層３０１を介してｐ型半導体層１６０に給電を行う機能も有していることから、優れた導電性を有し、且つ、抵抗分布が少ないものを用いることが好ましい。
【００９５】
本実施の形態では、第１拡散防止層３０３としてＴａ（タンタル）、第２拡散防止層３０４としてＴａＮ（窒化タンタル）、第３拡散防止層３０５としてＴａ（タンタル）、第４拡散防止層３０６としてＰｔ（プラチナ）が用いられている。
【００９６】
第１拡散防止層３０３の膜厚は、好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が２０ｎｍ未満の場合には、第２金属反射層３０２（この例ではＡｇ（銀））と第４拡散防止層３０６（この例ではＰｔ（プラチナ））の拡散抑制へのバリヤー性が不十分となり、この例ではＡｇとＰｔが反応する恐れがある。また、膜厚が２００ｎｍを越える場合には、発光素子の製造コストが高くなる。
【００９７】
第２拡散防止層３０４の膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が１ｎｍ未満の場合には、その両側の拡散防止層との密着性が悪くなる。また、膜厚が５０ｎｍを越える場合には、直列抵抗が高くなるため発光素子の順方向電圧Ｖｆの増加を招く。
【００９８】
第３拡散防止層３０５の膜厚は、好ましくは２０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が２０ｎｍ未満の場合には、第２拡散防止層３０４と第４拡散防止層３０６との密着性が悪くなる。さらに、第２金属反射層３０２（この例ではＡｇ（銀））と第４拡散防止層３０６（この例ではＰｔ（プラチナ））の拡散抑制へのバリヤー性が不十分となり、この例ではＡｇとＰｔが反応する恐れがある。また、膜厚が２００ｎｍを越える場合には、発光素子の製造コストが高くなる。
【００９９】
第４拡散防止層３０６の膜厚は、好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、第３拡散防止層３０５（例えば、Ｔａ）と第２ボンディング層３０７（例えば、Ａｕ）とが反応する恐れがある。また、膜厚が２００ｎｍを越える場合には、発光素子の製造コストが高くなり良くない。
【０１００】
＜第１ボンディング層＞
第４拡散防止層３０６の上面には、第４拡散防止層３０６を覆うように第１ボンディング層３０７が積層されている。
ｐ電極３００においては、図１に示すように平面視したときに、第１ボンディング層３０７は、第４拡散防止層３０６の全域を覆うように形成されている。そして、第１ボンディング層３０７の中央部は一定の膜厚を有し且つほぼ平坦に形成される一方、第１ボンディング層３０７の端部側は膜厚が漸次薄くなることで多層反射膜１８０のｐ電極側の上面１８０ｃに対し傾斜して形成されている。
【０１０１】
例えば、第１ボンディング層３０７は、最も内側すなわち第４拡散防止層３０６等と接するように少なくとも１層以上の金属層を備える。また、最も外側となる最表層の金属層には一般にＡｕ（金）が用いられる。本実施の形態では、第１ボンディング層３０７としてＡｕ（金）の単層膜を用いている。
第１ボンディング層３０７の膜厚は、好ましくは１００ｎｍ〜２μｍの範囲で用いられる。膜厚が１００ｎｍ未満の場合には第１ボンディング層３０７としての抵抗が高くなる。また、膜厚が２μｍを越える場合には、発光素子の製造コストが高くなる。
【０１０２】
＜第１密着層＞
第１ボンディング層３０７の上面および側面には、第１ボンディング層３０７の一部を除いて覆うように第１密着層３０８が積層されている。
ｐ電極３００においては、平面視したときに、第１密着層３０８は第１ボンディング層３０７の露出部位を除く領域を覆うように形成されている。そして、第１密着層３０８の中央部は一定の膜厚を有し且つほぼ平坦に形成される。一方、第１密着層３０８の端部側は、多層反射膜１８０のｐ電極側の上面１８０ｃに対し傾斜して形成されている。この第１密着層３０８の側面側の端部は、多層反射膜１８０のｐ電極側の上面１８０ｃと接するように設けられている。
【０１０３】
第１密着層３０８は、Ａｕ（金）で構成された第１ボンディング層３０７と保護層３２０との物理的な密着性を向上させるために設けられている。本実施の形態において、第１密着層３０８は、Ｔａ（タンタル）で形成されている。
第１密着層３０８の膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が５ｎｍ未満の場合には、第１ボンディング層３０７と保護層３２０との密着性が悪くなる。また、膜厚が２０ｎｍを越える場合には、エッチング工程における作業時間が長くなり、発光素子の製造コストが高くなってしまう。
【０１０４】
＜第１電極＞
次に、ｎ電極３１０の構成について説明する。
ｎ電極３１０は、第１金属反射層３１１と、第１金属反射層３１１上に積層される第１拡散防止層３１２と、第２拡散防止層３１３と、第３拡散防止層３１４と、および第４拡散防止層３１５と、第１ボンディング層３１６と、上述した第１ボンディング層３１６の露出部位を除いて第１ボンディング層３１６に積層される第１密着層３１７とを有している。
【０１０５】
＜金属反射層＞
ｎ接続導体４０２において、図９に示すように第１金属反射層３１１はｎ型半導体層１４０の上に積層される。したがって、ｎ型半導体層１４０との密着性の良い材質が好ましい。
一方で、ｎ電極３１０全体で見ると、図２に示すように第１金属反射層３１１は、ｎ型半導体層１４０の上面１４０ｃのほぼ全域を覆うように形成されている。そして、第１金属反射層３１１の中央部は一定の膜厚を有しほぼ平坦に形成される。一方、第１金属反射層３１１の端部側は膜厚が漸次薄くなることで多層反射膜１８０のｎ電極側の上面１８０ｄに対し傾斜して形成されている。そして、第１金属反射層３１１は、多層反射膜１８０の上に積層されることから、多層反射膜１８０との密着性が良いものを用いることが好ましい。
【０１０６】
本実施の形態の第１金属反射層３１１は、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｎｉ（ニッケル）などの金属および少なくともこれらの１つを含む合金で構成されている。なお、後述するように、第１金属反射層３１１は、ｎ型半導体層１４０に給電を行う機能も有していることから、その抵抗値は低いことが好ましい。
第１金属反射層３１１の膜厚は、好ましくは８０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で用いられる。膜厚が８０ｎｍ未満の場合には、反射層としての反射率が下がってしまう。また、膜厚が２００ｎｍを超える場合には、発光素子の製造コストが高くなってしまう。
【０１０７】
＜拡散防止層等＞
本実施の形態において、ｎ電極３１０の各拡散防止層３１２〜３１５、第１ボンディング層３１６、第１密着層３１７の構成は、ｐ電極３００の各拡散防止層３０３〜３０６、第１ボンディング層３０７、第１密着層３０８におけるそれぞれの構成と同一であることから、各構成に関する記載は上記ｎ電極３１０における記載を参照されたい。
【０１０８】
なお、上記の形態では、貫通穴を形成することによってｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２を備えさせることを記載したが、それに限定するものとして解釈されるべきではない。例えば、多層反射膜１８０を積層する前に円柱状のｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２が形成されていても、あるいは多層反射膜１８０を積層した後に銅などの金属部材を埋め込むことによって、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２を形成してもよい。
また、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２は、第１導電層３０１、第２金属反射層３０２および第１金属反射層３１１を除き同一の構成であってもよいし、異なる構成であってもよい。また、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２の形状は、円柱に限定されるものではなく、三角形を含む多角形柱などでもよい。
【０１０９】
図１０は、図１に示す半導体発光素子１を備えた発光装置３０（発光チップ３０又はランプ３０とも言う）の構成の一例を示す図である。ここで、図１０（ａ）は発光チップ３０の上面図を、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸＢ−ＸＢ断面図を、それぞれ示している。
【０１１０】
この発光チップ３０は、一方の側に凹部３１ａが形成された筐体３１と、筐体３１に形成されたリードフレームからなる第１リード部３２および第２リード部３３と、凹部３１ａの底面に取り付けられた半導体発光素子１と、凹部３１ａを覆うように設けられた封止部３４とを備えている。なお、図１０（ａ）においては、封止部３４の記載を省略している。
【０１１１】
基部の一例としての筐体３１は、第１リード部３２および第２リード部３３を含む金属リード部に、白色の熱可塑性樹脂を射出成型することによって形成されている。
【０１１２】
第１リード部３２および第２リード部３３は、０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、加工性、熱伝導性に優れた金属として例えば鉄／銅合金をベースとし、その上にめっき層としてニッケル、チタン、金、銀などを数μｍ積層して構成されている。そして、本実施の形態では、第１リード部３２および第２リード部３３の一部が、凹部３１ａの底面に露出するようになっている。また、第１リード部３２および第２リード部３３の一端部側は筐体３１の外側に露出し、且つ、筐体３１の外壁面から裏面側に折り曲げられている。なお、本実施の形態では、第１リード部３２が第１の配線として、第２リード部３３が第２の配線として、それぞれ機能している。
【０１１３】
また、半導体発光素子１は、凹部３１ａに、第１リード部３２と第２リード部３３とに跨って取り付けられている。
【０１１４】
そして、封止部３４は、可視領域の波長において光透過率が高く、また屈折率が高い透明樹脂にて構成される。封止部３４を構成する耐熱性、耐候性、及び機械的強度が高い特性を満たす樹脂としては、例えばエポキシ樹脂やシリコン樹脂を用いることができる。そして、本実施の形態では、封止部３４を構成する透明樹脂に、半導体発光素子１から出射される光の一部を、緑色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させている。なお、このような蛍光体に代えて、青色光の一部を黄色光に変換する蛍光体、あるいは、青色光の一部を黄色光および赤色光に変換する蛍光体を含有させるようにしてもよい。
【０１１５】
本実施の形態では、発光チップ３０の凹部３１ａに対し、図１に示す半導体発光素子１の上下を反転させた状態で、正電極の一例としての第１リード部３２にはｐ電極３００（第２ボンディング層３０７）を、負電極の一例としての第２リード部３３にはｎ電極３１０（第１電極）を、それぞれはんだを用いて電気的に接続するとともに機械的に固定している。このような半導体発光素子１の接続手法は、一般にフリップチップ接続と呼ばれるものである。
【０１１６】
なお、本実施の形態の発光チップ３０を組み込んだバックライト、携帯電話、ディスプレイ、各種パネル類、コンピュータ、ゲーム機、照明などの電子機器や、それらの電子機器を組み込んだ自動車などの機械装置は、優れた発光特性を有する半導体発光素子１を備えたものとなる。特に、バックライト、携帯電話、ディスプレイ、ゲーム機、照明などのバッテリ駆動させる電子機器において、優れた発光特性を有する半導体発光素子１を具備した優れた製品を提供することができ、好ましい。また、半導体発光素子１を備えた発光チップ３０の構成は、図１０に示すものに限られるわけではなく、例えば砲弾型と呼ばれるパッケージ構成を採用したものであってもよい。
【実施例】
【０１１７】
以下、本発明は発光層を有する半導体素子に関する実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみに限定されるものではない。【０１１８】
（実施例１）
以下に示すようにして、窒化ガリウム系化合物半導体を備えた発光素子部を有するＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を作製した。【０１１９】
図１および図２に示すように、Ｃ面サファイア単結晶の基板に、ＡｌＮからなる中間層１２０を介してアンドープＧａＮからなる厚さ４μｍの下地層１３０、Ｓｉドープ（濃度１×１０１９／ｃｍ３）ＧａＮからなる厚さ３μｍのｎコンタクト層、Ｓｉドープ（濃度１×１０１８／ｃｍ３）Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる厚さ１３ｎｍのｎクラッド層（ｎコンタクト層およびｎクラッド層からｎ型半導体層１４０が構成される。）、ＧａＮからなる厚さ１６ｎｍの障壁層とＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる厚さ２．５ｎｍの井戸層を交互に６回積層させた後、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層１５０、Ｍｇドープ（濃度１×１０２０／ｃｍ３）Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなる厚さ３ｎｍのｐクラッド層およびＭｇドープ（濃度８×１０１９／ｃｍ３）ＧａＮからなる厚さ０．１８μｍのｐコンタクト層（ｐクラッド層およびｐコンタクト層によりｐ型半導体層１６０が構成される。）を順次積層して、厚み９μｍのＩＩＩ族窒化物半導体からなる積層半導体層（エピタキシャル層）１００を形成した。【０１２０】
次に、積層半導体層（エピタキシャル層）１００のｐコンタクト層上の所定の位置に公知のフォトリソグラフィー技術およびリフトオフ技術を用いて、ＩＺＯからなる透明導電層（透光性正極；第１導電層）１７０を形成した。
さらに、公知のフォトリソグラフィー技術および反応性イオンエッチング技術により、ｎ電極３１０を形成する領域のｎコンタクト層の上面１４０ｃを半円状に露出させた。
続いて、図３に示すように多層反射膜１８０を成膜した。多層反射膜１８０は、低屈折率層（第１屈折率層）１８０ａとして厚さ６７ｎｍのＳｉＯ２、高屈折率層（第２屈折率層）１８０ｂとして厚さ３７ｎｍのＴｉＯ２を用い、６層の低屈折率層１８０ａの間に５層の高屈折率層１８０ｂを挟み込むことにより、合計１１層の積層構造とした。【０１２１】
次に、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用い、ｐ電極３００およびｎ電極３１０を設ける領域の多層反射膜１８０に複数の貫通穴を図２のように形成した。なお、貫通穴の直径は１０μｍとした。続いて、公知のフォトリソグラフィー技術を用いて、ｐ電極３００およびｎ電極３１０をそれぞれ設ける領域に、ＩＺＯを用いて、図１に示すようなｐ導体部２００および第１導電層３０１（膜厚１０ｎｍ）、並びにｎ導体部４００および第１金属反射層３１１（ＩＺＯ／Ａｇの積層構造）の下層のＩＺＯ膜（膜厚１０ｎｍ）を同時に成膜した。
同様に、ｐ電極３００およびｎ電極３１０を構成する共通の電極材料は、同時に成膜する方法を採用した。【０１２２】
即ち、第１金属反射層３１１の上層と第２金属反射層３０２は、膜厚１００ｎｍのＡｇで形成し、第１拡散防止層３０３と３１２は、膜厚４０ｎｍのＴａで形成し、第２拡散防止層３０４と３１３は、膜厚２０ｎｍのＴａＮで形成し、第３拡散防止層３０５と３１４は、膜厚１００ｎｍのＴｉで形成し、第４拡散防止層３０６と３１５は、膜厚１００ｎｍのＰｔで形成し、第１ボンディング層３０７と３１６は、膜厚５００ｎｍのＡｕで形成し、第１密着層３０８と３１７は、膜厚１０ｎｍのＴａで順次形成し、例えば、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｔａ／ＴａＮ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｔａ構造の第２電極３００と第１電極３１０を形成した。【０１２３】
次にＳｉＯ２からなる保護膜３２０を成膜し、公知のフォトリソグラフィー技術および反応性エッチング技術によりエッチングして、第１ボンディング層３０７及び３１６の一部を直径９０μｍの円形に露出させた。
次に、ＴｉＷを公知のスパッタ法でウェハ全面に成膜した後、第１ボンディング層３０７と３１６の露出部以外にレジストを形成し、公知の電解メッキ法により露出部上にＡｕを１３μｍ成長させ、その後、蒸着法によりＡｕＳｎを２μｍ成膜した。次いで、レジストおよび突出電極周辺のＴｉＷを除去し、図２にあるような第１突出電極２１および第２突出電極２０を形成した。次にサファイア基板の研磨、分離を行い３５０μｍ×３５０μｍの発光チップを得た。【０１２４】
最後に、ＡｌＮ基板を用いたサブマウント１０上に発光チップを裏返して設置し、サブマウント１０上の正電極１１および負電極１２と、半導体発光素子の第２突出電極２０および第１突出電極２１とが対応するように半導体発光素子とサブマウント１０とを位置合わせし、その後、３００℃に加熱しつつ、半導体発光素子をサブマウント１０に押圧（圧着）し、正電極１１および負電極１２と第２突出電極２０および第１突出電極２１とをそれぞれ電気的に接続した。
半導体発光素子を搭載したサブマウント１０をＴＯ１８に載せてワイヤーで接続した。実施例１において得られた発光チップのＬＥＤ特性は、順方向電圧Ｖｆが３．１４Ｖ（電流２０ｍＡ）のとき、発光波長が４５２ｎｍであり、発光出力が２８．３ｍＷであった。【０１２５】
（実施例２）
第１突出電極２１および第２突出電極２０を形成しないこと、またＡｌＮサブマウントとの接続子として、ハンダボールをつけ、発光チップと接続すること以外は実施例１と同様に半導体発光素子を製造した。実施例２において得られた発光チップのＬＥＤ特性を表１に記載した。【０１２６】
（実施例３）
ｐ接続導体２０２のパターンを図５に示す所定パターンに形成したこと以外は、実施例１と同様に半導体発光素子を製造した。実施例３において得られた発光チップのＬＥＤ特性を表１に記載した。なお、ｐ接続導体２０２では、直径の異なる３種の貫通穴（直径１０μｍ、３０μｍ、５０μｍ）を形成し、ｎ接続導体４０２では、直径１０μｍの貫通穴を形成した。【０１２７】
（実施例４）
ｐ接続導体２０２のパターンを図７に示す所定パターンに形成したこと以外は、実施例１と同様に半導体発光素子を製造した。実施例４において得られた発光チップのＬＥＤ特性を表１に記載した。なお、ｐ接続導体２０２およびｎ接続導体４０２では、直径１０μｍの貫通穴を形成した。【０１２８】
（比較例）
多層反射層１８０、ｐ導体部２００およびｎ導体部４００を形成しないこと以外は、実施例１と同様に半導体発光素子を製造した。比較例において得られた発光チップのＬＥＤ特性を表１に記載した。【０１２９】
表１から分かるように、実施例１〜４では、比較例と比べ、順方向の駆動電圧Ｖｆはほぼ同等レベルであるが、発光出力Ｐｏが高くなっている。このように、本発明の半導体発光素子は、光取り出し効率の点で格段と向上した発光素子チップを提供することができる。【０１３０】
【表１】
2011071100.tif 000004
【符号の説明】
【０１３１】
１…半導体発光素子、２０…第２突出電極、２１…第１突出電極、１００…積層半導体層、１１０…基板、１２０…中間層、１３０…下地層、１４０…ｎ型半導体層、１４０ｃ…上面、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明導電層、１７０ｃ…上面、１８０…多層反射膜、１８０ａ…低屈折率層、１８０ｂ…高屈折率層、１８０ｃ…ｐ電極側の上面、１８０ｄ…ｎ電極側の上面、２００…ｐ導体部、２０２…ｐ接続導体、３００…ｐ電極、３１０…ｎ電極、４００…ｎ導体部、４０２…ｎ接続導体
【図１】
2011071100.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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